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《工程地质学》课程笔记

第一章地质作用

1.1地质作用概念

地质作用是指地球内部和外部力量对地球表层（地壳和上覆的岩石圈）进行的各种物理、化学和生物作用，这些作用导致了地壳的物质组成、结构和地表形态的不断变化。地质作用的分类如下：

-按能量来源分类：内力地质作用和外力地质作用。

-按作用性质分类：构造作用、岩浆作用、变质作用、风化作用、侵蚀作用、沉积作用等。

1.2内力地质作用

内力地质作用是由地球内部的热能和地球物质运动产生的力量所引起的地质作用。

1.地壳运动

-板块构造运动：地球表层分为若干个大小不一的岩石圈板块，它们在地球软流圈上漂浮、移动，相互之间发生碰撞、俯冲、拉张等作用，形成地震、火山、海沟、山脉等地貌。

-碰撞边界：如喜马拉雅山脉的形成。

-俯冲边界：如环太平洋地震带的形成。

-拉张边界：如东非大裂谷的形成。

-断层活动：地壳在应力作用下发生断裂，形成断层。断层活动会导致地壳错动，产生地震、地形起伏等地貌。

-正断层：如美国的大峡谷。

-逆断层：如加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层。

-平移断层：如土耳其的北安纳托利亚断层。

-褶皱作用：地壳在挤压应力作用下，岩层发生弯曲、折叠，形成褶皱山脉。

-背斜和向斜：如阿尔卑斯山脉。

2.岩浆活动

-火山地貌：岩浆在地表喷发形成的火山锥、火山口、熔岩台地等地貌。

-活火山：如夏威夷的基拉韦厄火山。

-死火山：如美国的圣海伦斯火山。

-侵入地貌：岩浆在地壳内部冷却凝固形成的岩体，如岩床、岩墙、岩脉等。

3.地震

-地震波：地震发生时产生的波动，分为纵波（P波）和横波（S波）。

-地震序列：主震、前震、余震等。

-地震带：如环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带。

1.3外力地质作用

外力地质作用是由太阳辐射能和地球重力能驱动的地质作用，主要包括风化、侵蚀、搬运和沉积等过程。

1.风化作用

-物理风化：岩石在温度变化、冻融、盐类结晶等物理作用下，发生破碎。

-热胀冷缩：岩石在昼夜温差作用下膨胀收缩，导致破裂。

-冻融作用：水分在岩石裂隙中结冰膨胀，导致岩石破碎。

-化学风化：岩石在水、氧气、二氧化碳等化学作用下，发生溶解、氧化、水解等化学反应。

-水解作用：岩石中的矿物质与水反应，导致矿物分解。

-氧化作用：岩石中的某些元素与氧气反应，形成氧化物。

-生物风化：生物活动对岩石产生机械破坏和化学分解作用。

-生物侵蚀：植物根系在岩石裂隙中生长，导致岩石破碎。

2.侵蚀作用

-流水侵蚀：河流、湖泊、地下水等流水对地表岩石产生侵蚀作用，形成河谷、峡谷等地貌。

-V型谷：河流侵蚀作用形成的典型地貌。

-峡谷：如美国的大峡谷。

-风力侵蚀：风力对地表岩石产生侵蚀作用，形成风蚀地貌。

-风蚀柱：如澳大利亚的十二门徒岩。

-冰川侵蚀：冰川对地表岩石产生侵蚀作用，形成冰川地貌。

-U型谷：冰川侵蚀作用形成的典型地貌。

3.沉积作用

-河流沉积：河流在流经平原、盆地等地形时，携带的泥沙、砾石等物质沉积，形成河流沉积地貌。

-冲积扇：河流在出山口处形成的扇形沉积体。

-海洋沉积：海洋中生物遗体、碎屑物质等沉积，形成海洋沉积地貌。

-滨海沉积：如沙滩、沙洲。

-风成沉积：风力将沙尘、砾石等物质搬运至低洼地带沉积，形成风成沉积地貌。

-沙漠：如撒哈拉沙漠。

第二章矿物与岩石

2.1矿物

2.1.1矿物及其基本性质（1）

矿物的定义与特征：

-矿物是自然界中具有一定化学成分和晶体结构的均匀固体，它们是构成岩石的基本单元，也是地球物质组成的基础。

-矿物的特征包括固定的化学成分、有序的内部结构和特定的物理性质。

矿物的化学成分：

-矿物由元素组成，元素是具有相同核电荷数（即原子序数）的原子的总称。

-矿物的化学成分通常用化学式表示，如石英（SiO2）表示石英由硅和氧两种元素组成，比例为一个硅原子对应两个氧原子。

矿物的晶体结构：

-晶体是指具有长期有序排列的固体，这种有序排列在微观尺度上是周期性重复的。

-晶胞是晶体结构中最小的重复单位，它定义了晶体的对称性和空间格子。

-晶体的空间格子可以分类为七大晶系：立方晶系、四方晶系、三方晶系、六方晶系、斜方晶系、单斜晶系和三斜晶系。

矿物的物理性质：

-颜色：矿物的颜色可以是固有的，也可以是由杂质或微量元素引起的。

-硬度：矿物抵抗刻划